I tipi di sistemi di distribuzione sono definiti in funzione del loro sistema di conduttori attivi e del loro modo di collegamento a terra. I sistemi di conduttori attivi considerati dalla norma CEI 64-8 sono: monofase in corrente alternata a 2 o 3 conduttori, trifase in corrente alternata a 3 o 4 conduttori, in corrente continua a 2 o 3 conduttori. I modi di collegamento a terra sono classificati secondo i seguenti codici: Prima lettera: situazione del sistema di alimentazione verso terra: T = collegamento diretto a terra di un punto, in c.a. in genere il neutro; I = isolamento da terra, oppure collegamento a terra di un punto, in c.a. in genere il neutro, tramite un'impedenza. Seconda lettera: situazione delle masse dell'impianto elettrico rispetto a terra: T = masse collegate direttamente a terra; N = masse collegate al punto messo a terra del sistema di alimentazione. Eventuali lettere successive: disposizione dei conduttori di neutro e di protezione: S = funzioni di neutro e di protezione svolte da conduttori separati; C = funzioni di neutro e di protezione svolte da un unico conduttore (conduttore PEN).

I sistemi più comuni sono pertanto i seguenti:

Nota: quando l'impianto è alimentato direttamente da una rete di distribuzione pubblica a bassa tensione, il sistema utilizzato in Italia è il sistema TT. In generale i sistemi TT e TN sono i più diffusi in impianti civili ed industriali e per essi è disponibile una vasta letteratura e una consolidata esperienza.

Gli impianti di tipo IT, isolati da terra (detti anche "flottanti" perché, in assenza di un riferimento, hanno un valore di tensione verso terra indeterminato) vengono impiegati dove sia ritenuto necessario usufruire di uno o più dei 5 vantaggi particolari che se ne possono ottenere e che possiamo schematicamente così riassumere:

1. sicurezza dell'operatore contro i contatti diretti o indiretti (mancando il ritorno attraverso la terra la corrente non può circolare attraverso il corpo dell'operatore che entrasse in contatto con una parte attiva). Questo beneficio è limitato dalle capacità equivalenti di dispersione verso terra della linea che possono costituire una chiusura del circuito adatta anche a portate consistenti in caso di linee particolarmente lunghe.
2. continuità di servizio anche in caso di un primo guasto a terra. Attraverso la resistenza di guasto (quand'anche nulla) non circola una corrente significativa essendo il circuito aperto: si può quindi continuare ad operare fino a quando non si dovesse verificare un secondo guasto.
3. eliminazione di "punti caldi" che possono generare, in certi ambienti, pericoli d'incendio o d'esplosione. Per modesti cedimenti o deterioramenti dell'isolamento verso terra, in caso di impianti elettrici di tipo TN o TT si potrebbero verificare dispersioni di modesto valore, non sufficienti a provocare l'intervento delle protezioni automatiche (fusibili o interruttori). In questo caso in piccole aree di isolamento deteriorato si potrebbero raggiungere alti valori di corrente specifica con effetto di un riscaldamento concentrato pericoloso,
4. più agevole messa a terra delle carcasse metalliche. La normativa ammette, per i circuiti di tipo IT, valori più elevati di resistenza nella messa a terra.
5. possibilità di programmare la manutenzione degli impianti elettrici per quanto riguarda lo stato dell'isolamento verso terra.

La sicurezza dell'operatore ( e dell'utente) può diventare di pari importanza in applicazioni come quelle ospedaliere (in questi casi la lunghezza della rete viene ridotta al minimo indispensabile per evitare l'effetto delle dispersioni attraverso le capacità distribuite). La riduzione dei punti caldi diventa importante negli impianti in luoghi con pericolo d'incendio o d'esplosione. La più agevole messa a terra delle carcasse può interessare ad esempio gli utilizzatori di generatori mobili, impiegati nelle più disparate condizioni ambientali. Il controllo permanente dello stato dell'isolamento permette, in tutte le applicazioni, la manutenzione programmata con i conseguenti risparmi in termini di tempo e di costi.

Poiché i vantaggi finora elencati sono disponibili solo se il circuito è effettivamente isolato, il livello dell'isolamento di un circuito IT deve essere permanentemente tenuto sotto controllo con attivazione di un allarme in caso di discesa sotto un valore di soglia prefissato. L'apparecchio per il controllo dell'isolamento dispone spesso di regolabilità della soglia dall'allarme, di una seconda soglia di preallarme e di segnalazione del valore d'isolamento misurato: si può allora tenere sotto controllo l'andamento del deterioramento progressivo dell'isolamento, studiarne le cause e soprattutto predisporre e programmare una manutenzione preventiva che permetta di intervenire strategicamente riducendo il rischio di dover interrompere il servizio inaspettatamente per il verificarsi di un secondo guasto a terra.

Le più complete e moderne misure di sorveglianza dell'isolamento nei circuiti IT prevedono inoltre sistemi, manuali o automatici, per la localizzazione dei punti di guasto o di basso isolamento, facilitando la diagnosi e l'intervento di manutenzione.

Con la sorveglianza continua si conoscono in anticipo i deterioramenti progressivi (anche "fisiologici") dell'isolamento o i collegamenti a diramazioni difettose con un tempestivo riconoscimento di ogni tipo di dispersione pericolosa per la rete controllata. Viene così resa concretamente possibile la manutenzione preventiva e programmata. Naturalmente il vantaggio di poter tempestivamente essere informati sullo stato di isolamento da terra di un impianto elettrico è tanto maggiore quanto più affidabile è la misura effettuata dagli strumenti. I controllori d'isolamento (IMD = insulation monitor device) nel caso di circuiti IT devono essere realizzati con caratteristiche tecniche opportune per fornire informazioni attendibili ed accurate.

A titolo esemplificativo si possono considerare i circuiti che comprendano azionamenti per motori a velocità variabile o sistemi di alimentazione d'emergenza con convertitori. Sono queste situazioni sempre più frequenti in sistemi di automazione o in circuiti dove è richiesta la continuità nell'alimentazione. Ebbene, gli "inverter" presenti in tali reti elettriche rendono particolarmente delicato il rilevamento delle dispersioni poiché ci si trova in presenza di parti di circuito in corrente alternata, parti in corrente continua e parti con corrente pulsante o deformata con intense sorgenti di disturbi.

In questi casi il controllore d'isolamento deve essere di tipo attivo, sovraimporre alla rete tenuta sotto controllo un segnale codificato variabile in funzione delle capacità distribuite della linea, avere valori di soglia d'allarme e un ritardo di risposta regolabili. Gli strumenti devono permettere la lettura dei valori misurati e attivare allarmi ottici locali e contatti per indicazione remota.

Le norme CEI 64-8 e CEI EN 61557-8 presentano parecchi articoli pertinenti ai circuiti IT e ai relativi controllori d'isolamento.

In particolare dalla norma CEI 64-8 si ricava quanto segue:

• Fra le misure di protezione contro i contatti indiretti possono venire utilizzati "sistemi IT" (vedi 413.1.5).
• "Questa misura di protezione (413.1.5 Commenti), che non prevede in genere l'interruzione dell'alimentazione dopo un primo guasto, viene attuata quando esistano particolari esigenze di continuità di servizio".
• "Nei sistemi IT (413.1.5.1) le parti attive devono essere isolate da terra oppure essere collegate a terra attraverso un'impedenza di valore sufficientemente elevato".
• "Si deve prevedere (413.1.5.4) un dispositivo di controllo dell'isolamento per indicare il manifestarsi di un primo guasto a terra tra una parte attiva e masse o terra; questo dispositivo deve azionare un segnale sonore e/o visivo".
• "Un dispositivo di controllo dell'isolamento (531.3), previsto secondo quanto indicato in 413.1.5.4, è un dispositivo che controlla con continuità l'isolamento di un impianto elettrico. Esso è destinato a segnalare qualsiasi riduzione significativa del livello di isolamento dell'impianto per permettere di trovare la causa di questa riduzione prima che si produca un secondo guasto, evitando così l'interruzione dell'alimentazione".
• "I dispositivi di controllo dell'isolamento (531.3) devono essere progettati o installati in modo che sia possibile modificare la loro taratura solo mediante l'uso di una chiave o di un attrezzo".
• Il livello di isolamento dell'impianto "è regolato ad un valore inferiore a quello specificato in 612.3 per il relativo impianto (531.3) ".
• "La resistenza di isolamento (612.3) deve essere misurata tra ogni conduttore attivo e la terra. La resistenza di isolamento, misurata con i valori della tensione di prova indicati nella Tabella 61A, è da considerarsi come soddisfacente se ogni circuito, con gli apparecchi utilizzatori disinseriti, ha una resistenza di isolamento non inferiore a quanto indicato nella stessa Tabella 61A".
• Tab. 61A. Valore minimo della resistenza di isolamento:

• "Gli apparecchi di controllo dell'isolamento (4.1) devono essere in grado di controllare i deterioramenti simmetrici e asimmetrici dell'isolamento, in base ai principi di misura fissati". Il principio di misura deve essere pertanto di tipo attivo (con segnale sovrimposto alla rete tenuta sotto controllo).
• "I dispositivi di controllo dell'isolamento (4.3) devono comprendere un dispositivo di prova, oppure devono prevedere mezzi per la connessione ad un dispositivo di prova, per rilevare se il dispositivo di controllo è in grado di assolvere la propria funzione".
• "Le norme per l'installazione di impianti elettrici indicano (4.5 Nota) il valore minimo ammesso come impostazione dei dispositivi di controllo dell'isolamento con valori di risposta variabili".
• "Nella determinazione del valore di risposta (6.1.1) devono essere tenute in considerazione le resistenze di isolamento e le capacità di dispersione proprie del circuito di prova".

• I sistemi IT sono utilizzabili nelle linee di alimentazione e nei circuiti di comando, sono consigliati nei circuiti con apparecchiature elettroniche e nell'impiego di generatori mobili, sono prescritti nelle applicazioni ospedaliere per le sale operatorie e di terapia intensiva.
• I sistemi IT sono normalmente alimentati da sorgenti indipendenti: generatori, trasformatori (con secondario isolato), inverter, batterie.
• Uno e un solo controllore d'isolamento può essere installato in un circuito IT comunque complesso. Nel caso di sistemi IT indipendenti, corredati ciascuno dal proprio controllore d'isolamento, che venissero connessi fra loro, occorre disconnettere i controllori d'isolamento esuberanti.
• Il controllore d'isolamento deve essere collegato alla rete tenuta sotto controllo e a terra (al cavo PE).
• Il controllore d'isolamento di tipo attivo opera sovraimponendo alla rete tenuta sotto controllo una adatta tensione di misura che genera una corrente che ritorna al controllore attraverso la resistenza di guasto. La misura di questa corrente, opportunamente filtrata, che percorre la rete, la resistenza di guasto, la terra, le resistenze di accoppiamento e di misura del controllore permette di calcolare il valore resistivo dell'isolamento verso terra del sistema.
• Ogni tipo di rete o circuito presenta inevitabilmente delle capacità distribuite verso terra. A queste capacità si sommano le capacità di eventuali filtri capacitivi installati fra le parti attive e la terra: la somma di tali capacità costituisce l'insieme della capacità di dispersione del sistema. Il controllore d'isolamento non deve tener conto delle correnti di dispersione attraverso tale capacità, ma valutare le sole dispersioni resistive dovute a guasto o degrado dell'isolamento.
• Per la scelta del controllore d'isolamento più adatto va valutato il tipo di corrente nella rete IT da sorvegliare: pura corrente continua o pura corrente alternata o corrente mista (tipica dei circuiti comprendenti raddrizzatori o inverter). In questa valutazione va tenuto conto dell'evoluzione nel tempo dei circuiti ai quali possono, nel tempo, venire collegati utilizzatori diversi da quelli originariamente previsti.
• Nella scelta del controllore d'isolamento va tenuto conto della sua alimentazione (che può essere derivata anche dalla rete tenuta sotto controllo) e della massima tensione a cui può essere sottoposto (in caso di primo guasto). Se la tensione di rete supera i valori nominali dell'apparecchio si possono impiegare moduli passivi d'accoppiamento che ne permettono l'utilizzo anche per tensioni molto elevate (7 kV e oltre).
• Vanno definite le soglie di valore della resistenza d'isolamento che determinano situazioni di allarme o preallarme. La pratica suggerisce valori, riferiti alla tensione della rete, da 50 a 250 W /V con alcune eccezioni: valori anche di 1000 W /V (ad esempio per cavi di potenza) o anche di 20-3000 W (ad esempio per forni ad induzione). Si deve tener conto anche del numero di utilizzatori collegati alla rete: la resistenza d'isolamento di 1 MW per un singolo utilizzatore può essere valida, ma la resistenza complessiva di 20 utilizzatori con pari protezione collegati in parallelo è di 50 kW .
• Particolare attenzione deve essere prestata nella scelta di controllori d'isolamento per reti o circuiti passivi (oziosi) i cui si voglia controllare l'isolamento in situazione di non alimentazione per assicurarsi del loro funzionamento quando necessario.
• I principi di misura dell'isolamento attivi attualmente più avanzati consistono nel sovraimporre una tensione continua in reti con pura corrente alternata o nel sovraimporre un segnale alternato codificato in reti con correnti di ogni tipo.

• Il sistema di misura dell'isolamento di tipo AMP (Adaptive Measurement Principle) impiega una tensione di misura ad onda quadra pulsante a bassa frequenza con periodo che si adatta al valore delle capacità della rete (il valore della capacità complessiva equivalente viene misurato e il periodo adeguato al tempo necessario per la carica e scarica del condensatore equivalente). La ripetizione della misura con il conseguente slittamento dell'asse di riferimento del segnale e l'impiego di opportuni filtri rendono la misura dell'isolamento resistivo massimamente attendibile. Il tempo richiesto per la misura viene a dipendere dal valore della resistenza di guasto e delle capacità distribuite complessive.